内容正文:
课时提升练(8) 细胞呼吸为细胞生活提供能量
1.(2025·浙江杭州模)下列有关人体细胞需氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.1分子葡萄糖比2分子丙酮酸彻底氧化后释放的能量多
B.通过糖酵解,有机物中的大部分化学能被转化为热能
C.通过第二阶段,氧与葡萄糖中的碳结合生成CO2
D.通过第三阶段,前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水,不释放能量
A 解析:1分子葡萄糖彻底氧化分解,要先经过糖酵解生成2分子丙酮酸,并释放出少量能量,A正确;糖酵解只能让有机物中的少部分化学能转变成热能,B错误;O2仅参与需氧呼吸第三阶段,C错误;第三阶段,前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水,释放出大量能量,D错误。
2.(2025·浙江绍兴模)如图是人体细胞需氧呼吸的基本过程,下列说法正确的是( )
A.过程①中,葡萄糖的能量大部分以热能形式散失用于维持体温
B.过程②中,丙酮酸被彻底分解形成CO2,并产生[H]和大量ATP
C.过程④中,[H]在电子传递链的末端传递给氧,最后生成水
D.与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体两层膜中
C 解析:①为细胞呼吸第一阶段,过程①只释放了少量能量,A错误;过程②丙酮酸被彻底氧化分解过程中产生少量ATP,B错误;由于需氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,所以与电子传递有关的酶镶嵌在线粒体内膜上,D错误。
3.(2025·浙江宁波模)人体剧烈运动时,肌肉细胞内会发生如图所示的细胞呼吸过程,下列有关叙述错误的是( )
A.①过程发生在细胞质基质,②过程发生在线粒体
B.①过程生成少量ATP,②过程不生成ATP
C.①过程生成还原型辅酶Ⅰ,②过程消耗还原型辅酶Ⅰ
D.①过程不需要氧气参与,②过程也不需要氧气参与
A 解析:①②过程分别是厌氧呼吸的第一、二阶段,场所都在细胞质基质,A错误;厌氧呼吸第一阶段生成少量ATP,第二阶段不生成ATP,B正确;厌氧呼吸第一阶段生成还原型辅酶Ⅰ(NADH),第二阶段消耗还原型辅酶Ⅰ(NADH),C正确;厌氧呼吸不需要氧气参与,D正确。
4.(2025·浙江丽水模)如图是细胞厌氧呼吸的过程简图,①②均代表生理过程。下列相关叙述正确的是( )
A.M、Z分别代表乙醇和CO2
B.①阶段产生少量NADPH用于丙酮酸的还原
C.②阶段产生少量ATP,和①阶段同在细胞溶胶中进行
D.动物细胞在无氧条件能进行图示过程的呼吸作用
D 解析:M、Z分别代表乳酸和能量,A错误;①阶段产生少量NADH,用于第二阶段还原丙酮酸,B错误;厌氧呼吸的第二阶段不能产生ATP,C错误;动物细胞在无氧条件下能进行图示过程的厌氧呼吸,产物有乳酸,D正确。
5.(2024·浙江金华模)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦博格效应”。下列说法错误的是( )
A.产生“瓦博格效应”的原因可能是癌细胞线粒体膜上的丙酮酸载体缺失或被抑制
B.因癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程产生的ATP较少,所以癌细胞需要大量吸收葡萄糖
C.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的[H]比正常细胞少
D.癌细胞细胞呼吸第一阶段释放的能量主要以热能的形式散失
B 解析:癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程为厌氧呼吸第二阶段,该阶段不会生成ATP,B错误。
阅读下列材料,回答第6、7题。
利用特定物质与特定试剂反应后的颜色变化,是生物学进行细胞中有机物鉴定的常用方法。根据细胞需氧呼吸和厌氧呼吸产物的异同,借助特定的显色剂或物质变化后沉淀等现象的不同,来鉴定细胞呼吸类型,这是一种常用的方法。
6.下列关于“检测生物组织中有机物的实验”的描述,正确的是( )
A.检测过程中需要设置只有样本上清液的对照组来比较颜色变化情况
B.苏丹Ⅲ染液是脂溶性染色剂,与细胞膜上的脂类物质作用后呈明显的橙黄色
C.可用本尼迪特试剂来探究苹果汁中是否含有果糖
D.向样本上清液先加一定量的双缩脲试剂A,摇匀后再加入等体积双缩脲试剂B
A 解析:检测生物组织中有机物的实验中,需要设置只有样本上清液的对照组,通过与实验组对比,观察颜色变化情况确定是否有被检测的有机物,A正确;油脂可用脂溶性染色剂苏丹Ⅲ染液检测,油脂颗粒被染成橙黄色,植物细胞膜上的脂类物质是磷脂,动物细胞膜上的脂类物质是磷脂和胆固醇,苏丹Ⅲ染液不会与细胞膜上的这些脂类物质发生反应,B错误;向苹果汁中加入本尼迪特试剂,水浴加热,可检测是否含有还原糖,但检测到的还原糖不一定是果糖,C错误;用双缩脲试剂检测蛋白质时,先加2 mL的双缩脲试剂A,摇匀后再加5滴双缩脲试剂B,最后观察现象,D错误。
7.在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”活动中有关药品与用具的叙述,错误的是( )
A.不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型
B.NaOH溶液可吸收CO2,澄清石灰水可以用来检测CO2的存在
C.酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色说明酵母菌细胞只进行厌氧呼吸
D.实验时发酵瓶中应加入活化的酵母菌细胞悬液和适宜浓度的葡萄糖溶液
C 解析:CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,但需氧呼吸和厌氧呼吸产物都有CO2,因此不能单独使用溴麝香草酚蓝溶液来区分酵母菌的呼吸类型,A正确。CO2溶于水生成H2CO3,NaOH与H2CO3可发生反应生成Na2CO3,因此可用NaOH溶液吸收CO2;澄清石灰水可以与H2CO3反应生成沉淀,因此澄清石灰水可以用来检测CO2的存在,B正确。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇 (俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色,因此酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色只能说明酵母菌细胞进行厌氧呼吸产生了酒精,并不能说明此时没有需氧呼吸,C错误。酵母菌吸收外界葡萄糖用于呼吸作用,所以实验时发酵瓶中应加入活化的酵母菌细胞悬液和适宜浓度的葡萄糖溶液,D正确。
8.(2025·浙江舟山模)目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气),延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是( )
A.气调冷藏时果蔬细胞溶胶和线粒体中酶的活性升高
B.若充氮保鲜的马铃薯既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止呼吸
C.小麦种子的保存过程需提供干燥等条件
D.储存青菜时,气调冷藏库的温度需设置为零下低温
C 解析:气调冷藏时果蔬细胞的新陈代谢减弱,细胞溶胶和线粒体中酶的活性下降,A错误;若充氮保鲜的马铃薯既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止呼吸或进行产物为乳酸的厌氧呼吸,B错误;小麦种子的保存过程需提供干燥等条件,湿度过大会导致细胞代谢加快而萌发,C正确;储存青菜时,气调冷藏库的温度需设置为零上低温,零下低温会冻坏细胞,D错误。
9.(2025·浙江义乌模)如图表示人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法正确的是( )
A.乳酸可刺激神经末梢,从而人体在大脑皮层形成酸痛的感觉
B.a运动强度下只有需氧呼吸,c运动强度下只有厌氧呼吸
C.厌氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中
D.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
A 解析:c运动强度下,既消耗O2又生成乳酸,既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸,B错误;厌氧呼吸时有机物中能量大部分储存在乳酸中,C错误;产乳酸的厌氧呼吸既不消耗O2也不生成CO2,任意运动强度下,氧气的消耗量等于CO2的产生量,D错误。
10.(2025·浙江Z20名校联盟联考)ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是厌氧呼吸的关键酶,其催化代谢途径如图甲所示。Ca2+对淹水胁迫的辣椒幼苗根厌氧呼吸的影响实验结果,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.酶E和LDH都能催化丙酮酸分解,说明LDH不具有专一性
B.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,底物中的大部分能量以热能形式散失
C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D.与对照组相比,淹水组第6天时乙醇代谢增幅明显大于乳酸代谢增幅
C 解析:酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应,故ADH具有专一性,A错误;丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是厌氧呼吸第二阶段,没有产生能量,能量储存在乳酸或酒精中,B错误;由图乙可知,Ca2+能减弱LDH的活性,增强ADH的活性,结合图甲可知,LDH能催化乳酸生成,ADH能催化乙醛转化成乙醇,故Ca2+影响ADH、LDH的活性,能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害,C正确;据图乙分析,与对照组相比,淹水组第6天时,乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性都升高,且活性都增加了一倍,据此可推测淹水组第6天时乙醇代谢增幅等于乳酸代谢增幅,D错误。
11.(2025·浙江金华模)图1表示人体细胞内以葡萄糖为底物进行需氧呼吸的物质变化过程,1~6表示物质。图2表示某装置中氧浓度对小麦种子CO2释放量的影响。请据图回答下列问题:
(1)图1中物质3、4分别表示________、________。图1中代表同一种物质的数字是________。若给葡萄糖带上18O标记,最早可在图1所示的__________(写物质名称)中检测到18O。
(2)图1需氧呼吸各个反应阶段中,产生能量最多的阶段进行的场所是______________。
(3)图2中A点时,小麦种子细胞内产生CO2的场所是____________,影响A点位置高低的主要环境因素是________。
(4)为了有利于贮存小麦种子,贮藏室内的氧浓度应该调节到图2中的________点所对应的浓度,原因是_______________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(5)现有酵母菌甲进行需氧呼吸,酵母菌乙进行乙醇发酵,若它们消耗了等量的葡萄糖,则它们放出的CO2总量与酵母菌甲吸收的O2量之比为________。
答案:(1)ATP H2O 4、5 丙酮酸
(2)线粒体内膜
(3)细胞溶胶 温度
(4)B 该O2浓度条件下,厌氧呼吸被部分抑制而需氧呼吸又比较弱,整体呼吸作用消耗的有机物少,有利于种子的储存
(5)4∶3
解析:(1)需氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP,因此1是葡萄糖,2是丙酮酸,3是ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP,因此4是水;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP,因此6是氧气,5是水。图1中4和5都是水,代表同一种物质。若给葡萄糖带上18O标记,最早可在需氧呼吸第一阶段形成丙酮酸,因此最早可在图1所示的丙酮酸中检测到18O。(2)需氧呼吸的第一、二阶段产生少量的能量,第三阶段产生大量的能量,需氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜。(3)图2中A点时,没有氧气,小麦种子细胞只能进行厌氧呼吸,厌氧呼吸的场所是细胞溶胶,因此细胞内产生CO2的场所是细胞溶胶。A点氧浓度为0,因此影响A点位置高低的主要环境因素是温度。(4)图2中B点O2浓度条件下,厌氧呼吸被部分抑制而需氧呼吸又比较弱,整体呼吸作用消耗的有机物少,有利于种子的储存,因此为了有利于贮存小麦种子,贮藏室内的氧浓度应该调节到图2中的B点所对应的浓度。(5)由酵母菌需氧呼吸与厌氧呼吸的反应式可知,酵母菌消耗1 mol葡萄糖需氧呼吸产生的二氧化碳是6 mol,厌氧呼吸产生的二氧化碳是2 mol,因此若酵母菌甲进行需氧呼吸,酵母菌乙进行乙醇发酵,两者消耗等量的葡萄糖,放出的CO2总量与酵母菌甲吸收的氧气量之比为(6+2)∶6=4∶3。
12.(2025·浙江宁波模)疟原虫是一种单细胞动物,能使人患疟疾,出现周期性高热、寒战和出汗退热等临床症状,严重时致人死亡。回答下列问题:
(1)在人体内生活并进行细胞分裂的过程中,疟原虫需要的小分子有机物的类别包括____________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出两类)。
(2)进入血液循环后,疟原虫能选择性地侵入红细胞,从细胞膜的角度分析,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)为探究青蒿素治疗疟疾的机制,某研究小组进行了如表实验。
组别
实验材料
实验处理
实验结果(电子传递链的功能相对值)
1
疟原虫线粒体
不加入青蒿素
1
2
加入青蒿素
0.57
3
大鼠线粒体
__________
1
4
加入青蒿素
0.95
①电子传递链位于线粒体的________上,参与需氧呼吸的第________阶段,在该阶段中[H]经过传递,与________结合生成水,产生大量ATP。
②该实验的自变量是__________________和______________。表中横线处应填入的文字是______________。
③1、2组结果表明_________________________________________________________
_____________________________________________________________________________;
由3、4组结果可知青蒿素对大鼠细胞线粒体电子传递链的功能无明显影响。据此可以得出的结论是____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案:(1)单糖、氨基酸、核苷酸等
(2)疟原虫能够依靠自身细胞膜表面的糖蛋白识别并结合红细胞表面的受体
(3)①内膜 三 氧气 ②是否加入青蒿素 线粒体的种类 不加入青蒿素 ③青蒿素能抑制疟原虫的线粒体电子传递链的功能 青蒿素对线粒体电子传递链功能的影响存在物种差异
解析:(1)疟原虫体内的大分子物质蛋白质、多糖、核酸的基本组成单位分别是氨基酸、单糖、核苷酸,所以在人体内生活并进行细胞分裂的过程中,疟原虫需要的小分子有机物的类别包括氨基酸、单糖、核苷酸等。(2)进入血液循环后,疟原虫选择性地侵入红细胞,说明它能够依靠自身细胞膜表面的糖蛋白识别并结合红细胞表面的受体。(3)①需氧呼吸的第三阶段发生在线粒体内膜,在该阶段中[H]经过传递,与氧气结合生成水,产生大量ATP,即电子传递链位于线粒体的内膜上,参与需氧呼吸的第三阶段,在该阶段中[H]经过传递,与氧气结合生成水,产生大量ATP。②分析表格可知,该实验的自变量是是否加入青蒿素以及实验材料中线粒体的类型,根据单一变量原则可知,表中横线处应填入的文字是不加入青蒿素。③1、2组的自变量为是否加入青蒿素,因变量为线粒体电子传递链的功能相对值,结果表明加入青蒿素的一组线粒体电子传递链的功能相对值相对较低,故推测青蒿素能抑制疟原虫的线粒体电子传递链的功能;对比3、4组实验结果可知,大鼠细胞的线粒体中电子传递链的功能相对值在加入青蒿素前后差别不大,故可以得出的结论是青蒿素对线粒体电子传递链功能的影响存在物种差异(或青蒿素能抑制疟原虫的繁殖)。
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